構建能源互聯網無疑已經成為當下最熱門的話題之一,無論是能源企業還是能源用戶,都對其抱有很高的期待。那么,能源互聯網的本質是什么?它會給我們的生活帶來什么?我們又該如何搭建起這個“神奇”的網絡系統呢?
實現最佳用能
通俗地講,能源互聯網是一個多種能源融合而形成的能源生產、輸送、儲存、消費體系,其本質是能源可以在各種形式之間相互轉化,可以多種形式進行存儲。
在能源生產端,主要的一次能源包括煤、石油、天然氣等化石能源以及風、光、核能、生物質能等清潔能源。在能源需求端,用戶需要的能源形式包括電力、熱力、動力等。能源互聯網存在的最基本意義就在于通過多層次的電網、管網、交通運輸網將能源生產端與能源需求端連通起來,滿足用戶的用能需求。同時應該注意到,多種用能形式之間是可以相互轉化的,比如在以前家庭取暖主要是燒煤,現在可以用電暖氣,這其實就實現了電力跟熱力之間轉化。能源互聯網存在的第二個作用,是為用戶提供方便的用能形式轉化途徑,幫助他們尋找到最合理的能源利用方式。
在能源輸送與轉化過程中,能源互聯網還能夠實現能源以多種形式進行存儲。引入運行良好的儲能環節可以有效地進行需求側管理,平滑負荷,提高整個供能系統穩定性。
用能透明化
伴隨技術的突破與用戶需求的刺激,看似遙遠的能源互聯網或許在不久的將來便會走進現實。它究竟能夠給能源行業、能源消費帶來哪些變化呢?我們可以做一點簡單的展望與暢想。
在未來能源雙向調度配置平臺的幫助下,人人都是生產者同時人人都是消費者的能源供需格局將得以實現。能源互聯網允許用戶自由接入與分享,可以靈活地調度用戶個人的分布式能源或儲能裝置為其供能,也可以把用戶終端生產的電能、熱能等回購再配置,實現產銷一體與雙向交互。
商品即服務思想將在能源消費領域普及。比如說,我們現在認為電能是一種商品,消費電能按量計價,但是在未來這種消費模式將消失。未來的能源公司不是單純地為用戶供電、供氣、供應熱水,而是從滿足用戶直接需求出發,向用戶提供服務,比如將用戶的室溫保持在恒定的26攝氏度,保證每天有4小時熱水供應等等。
能源互聯網可以促成的另一個用能習慣變革是,隨心所欲用能,明明白白消費。用戶可以通過系統終端了解到自己的用能狀態,可以了解用的是什么形式的一次能源,來自哪里,分析所有家居設備的能耗與能效,還可以知道自己因為消耗能源排放了多少溫室氣體,有沒有更經濟、更實惠、更綠色環保的用能方案等等。
多產業融合
依照跨域范圍與應用層次,能源互聯網由小到大可以被劃分為能源局域網、能源廣域網、能源主干網和最高層次的全球能源互聯網。在前兩個層面形成局域消納和廣域互聯,進而在地區、國家乃至洲際形成主干互聯,多層級協調發展,逐步搭建起廣泛覆蓋的能源資源配置體系。
能源局域網可以對應于現實當中的微電網層次,就是在一個局部,比如一個園區、一個居民小區甚至是一棟商業大廈內部,形成一個能源網絡。在這個能源網絡內部,通過建設分布式能源、儲能裝置、綜合調度系統,實現多種能源形式的相互轉化,以及用戶側能量的靈活匯聚與分享。能源局域網擴大一圈就涉及到能源廣域網的概念,它相當于現在的配電網或者城市電網層次,主要作用是在局域網或者分布式能源等基礎之上實現開放對等的能量交換與路由。面對分布式可再生能源大規模接入的挑戰,微電網靈活但存在供電不穩定等問題,大電網穩定但無法適應靈活接入和動態調度,能源廣域網可以起到銜接和補充作用。再擴大一個范圍,還需要建設能源主干網,它對應于目前電網架構中的輸電層,作用是實現全國范圍內的能源輸送與調度,把能源從生產中心搬運到負荷中心。能源互聯網的最高級形式也是最終形態,是成為全球能源互聯網,從赤道到北極,在全球范圍內優化能源配置。目前來看,全球能源互聯網的搭建很大程度上會受到國際能源安全與合作體系發展變化等多方面因素的制約,但可以作為具有可行性的遠景目標納入規劃。
在能源互聯網的語境下,為了給用戶提供最佳的一攬子能源解決方案,現行的能源行業格局與商業模式無疑將發生翻天覆地的變化。分業經營的行業現狀將被打破,在商品即服務思想的指導下,未來的能源企業必須能夠把多種形式的能源融合起來應用,無論用戶需要什么,是熱是冷是光是動力等等,能源企業必須能夠通過最經濟的方式去滿足。因此,各能源供應企業會形成逐步融合態勢,以提升自身的全局綜合優化能力。
在這個過程中,新的、更加清晰的商業模式也將出現,提供能源的能源企業、提供信息技術的互聯網企業以及提供資金支持的金融企業都將在一個全新的價值鏈條中重新定位自己。
尤其值得提出的是,在建設多層次能源互聯網過程中,信息技術的突破與應用將發揮不可替代的作用。信息技術演進所產生的物聯網、大數據分析、移動互聯網等,可以為整個能源供應價值鏈,以及相關的設備制造、技術研發、分布式能源開發等提供信息服務,將各個環節的信息溝通起來,為進一步優化資源配置提供支撐。
(作者系IBM中國研究院資深研究員)
責任編輯: 李穎